Конструкция корпуса судна

l = 5 м     W = 2679,8 *1.13= 3028.2 (см³).

m = 11

k_σ = 0.65

Выбор профиля: тавр , №56а, h = 560 мм, b = 250 мм, s = 14 мм, f = 123,4 см², W_x = 3180 см³.

 

Момент сопротивления  твиндечных рамных шпангоутов.

W = W’ω_k     W’ = (40,15*3,5*2,7*2,7*10³)/(11*0.65*235) = 609,7 (см³)

W’ = Ql10³/mk_σσ_n   ω_k = 1+α_kΔs

Q = pal     Δs = 1.8

p = 40,15 кПа    α_k = (0.01+1/W’)/0.15 = (0.01+1/609,7)/0.15 = 0,078

a = 3,5 м     ω_k = 1+0.07*1.8 = 1.14

l = 2,7 м     W = 609,7 *1.14= 695,06 (см³).

m = 11

k_σ = 0.65

Выбор профиля: тавр , №32а, h = 320 мм, b = 140 мм, s = 8 мм, f = 45,2 см², W_x = 743 см³.

 

п. 2.5.4.4.

Момент сопротивления  бортовых стрингеров в трюме.

W = W’ω_k     W’ = (51.46*1.64*3.05*3.05*10³)/(18*0.65*235)=285.5 (см³)

W’ = Ql10³/mk_σσ_n   ω_k = 1+α_kΔs

Q = pal     Δs = 1.68

p = 51.46 кПа    α_k = (0.01+1/W’)/0.15 = (0.01+1/285.5)/0.15 = 0.09

a = 1.64 м, l = 3.05 м   ω_k = 1+0.09*1.68 = 1.15

m = 18, k_σ = 0.65   W = 285.5*1.15 = 328.6 (см³).

Выбор профиля: полособульб несимметричный, №22а, h = 220 мм, b = 48 мм, s = 11 мм, f = 32.82 см², W_x = 330.3 см³.

 

п.2.5.4.4.

Площадь поперечного сечения стенок бортовых стрингеров в трюме.

f_c = f_c’ω_k   l = 3.05 м

ω_k = 1.15       τ_n = 0.57σ_n

f_c’ = 10N_max/k_ττ_n τ_n = 0.57*235 = 133.95 (МПа)

N_max = npal  k_τ = 0.65

n = 0.5   f_c’ = (10*0.5*51.46*1.64*3.05)/(0.65*133.95) = 14.78 (см²)

p = 51.46 кПа  f = 14.78*1.15 = 17 (см²).

a = 1.64 м

 

п. 2.5.4.7.4.

Высота и  толщина стенки рамных шпангоутов.

Рамные шпангоуты  в МО должны иметь высоту профиля  не менее:

h = 0.1l = 0.1*5 = 500 (мм) - трюм

h = 0.1l = 0.1*2,7 = 270 (мм) - твиндек

и толщину стенки не менее:

s = 0.01h+3.5 = 0.01*500+3.5 = 8.5 (мм) - трюм

s = 0.01h+3.5 = 0.01*270+3.5 = 6.2 (мм) - твиндек

Принятый  ранее профиль удовлетворяет  этим требованиям.

 

п. 2.5.4.7.5.

Высота и  толщина стенки бортовых стрингеров.

Для бортового стрингера принимаю профиль такой же, как для ребер жесткости. 
7.4. Учет требований к бортовым перекрытиям судов, швартующихся в море

Основные характеристики конструктивных элементов бортового  перекрытия с учетом усилений судов, швартующихся в море:

 

п. 3.7.4.4.3.

Момент сопротивления основных шпангоутов в районе А

W = pab(2l-b)ω_k*10³/mk_nR_eH

p = α₁α₂[190+51√(Δz*10^-3-0.464)]

p = 312 кПа

a = 0.7 м, b = 1.5 м

m = 20.4k₁k₂(1+k₃k₄)

k₁ = 1.27+0.039lω/a

Принимаю ω = 1, l = 5.39 м

k₁ = 1.27+0.039*5.39*1/0.7 = 1.57

k₂ = 1.0+7.0*f/l-8.0*f₁/l

f=0.91 м, f₁ = 0.8 м

k₂ = 1.0+7.0*0.91/5.39-8.0*0.8/5.39 = 1  

k₃ = 0.65, k₄ = 0.69

m = 20.4*1.57*1*(1+0.65*0.69) = 46.39

k_n = 1.1, R_eH = 235 МПа

W’  = pab(2l-b)*10³/mk_nR_eH

W’  = 312*0.7*1.5*(2*5.39-1.5)*10³/(46.39*1.1*235) = 253,5 (см³)

ω_k = 1+α_kΔs

Δs = 1.2

α_k = (0.01+1/W’)/0.15 = (0.01+1/253.5)/0.15 = 0,07

ω_k = 1+0.07*1.2 = 1.08

W = W’ω_k

W = 253.5*1.08 = 274.97 (см³)

Выбор профиля: полособульб несимметричный, №20б, h = 200 мм, b = 44 мм, s = 12.0 мм, f = 31.36 см², W_x = 280.5 см³.

 

п. 3.7.4.4.4.

Момент сопротивления  шпангоута в районе В и С

W = pab(2l-b)10³/mk_тR_eH

p = α₁α₂[129+59√(Δz*10^-3-0.464)] = 328,6 кПа

m = 25.0*k₁k₂k₄/k₃

k₁ = 1

k₂ = 1.15+5.06ω/a(8.6-l)

ω = 1, a = 0.7 м, b=2,2 , l = 1.05 м

k₂ = 1.15+5.06*1/(0.7*[8.6-1.05]) = 2,1

 

k₃ = 2a-0,2 = 2*0.7-0,2 = 1.2

k₄ = k₃’ (1+0.5k₁k₃’)/k₃

k₃’ = 2a’-0,2, a’ = a/2, k₃’ = 0.5

k₄ = 0.5*(1+0.5*1*0.5)/1.2 = 0.52

m = 25.0*1*2.1*0.52/1.2 = 22.8

k_n = 1.1

W’  = pab(2l-b)10³/mk_nR_eH

W‘  = 328,6 *0.7*2.2*(2*1.05-2.2)*10³/(22.8*1.1*235) = 8.59 (см³)

ω_k = 1+α_kΔs

Δ = 1.2

α_k = 0.07+6/W’ ≤ 0.25

α_k = 0.25

ω_k = 1+0.25*1.2= 1.3

W = W’ω_k

W = 8.59*1.3 = 11.167 (см³)

Выбор профиля: полособульб несимметричный, №6, h = 60 мм, b = 19 мм, s = 5 мм, f = 4.28 см², W_x = 12.3 см³.

 

7.5. Окончательный  выбор связей бортового перекрытия

 

Окончательный выбор связей бортового перекрытия представлен в таблице 6.

Таблица 6. Окончательный  выбор связей бортового перекрытия.

Наименование связи	Профиль, определенный исходя из общих требований	Профиль, определенный исходя из требования к ледовым усилениям	Профиль, определенный исходя из требований к судам, швартующимся в море	Принятый профиль
Трюмный обыкновенный шпангоут	полособульб несимметричный №24a	полособульб несимметричный № 20а	полособульб несимметричный №20б	полособульб несимметричный №24a
Обыкновенный шпангоут в твиндеке	полособульб несимметричный №14а	полособульб несимметричный № 20а	полособульб несимметричный №6	полособульб несимметричный № 20а
Обыкновенный шпангоут в МО	полособульб несимметричный №24a			полособульб несимметричный № 24а
Рамный шпангоут в  трюме МО	тавр сварной №56а			тавр сварной № 56а
Рамный шпангоут в  твиндеке МО	тавр сварной №32а			тавр сварной № 32а
Бортовой стрингер в МО	полособульб несимметричный №22а			полособульб несимметричный № 22а

 

8. Проектирование  палубных перекрытий

8.1. Конструкция  перекрытий ВП и НП (пояснительная записка)

 

Принимаю схему палубного перекрытия с поперечной системой набора ВП и 2-мя карлингсами (см. рис. 6).

 

8.2. Определение размеров связей перекрытий ВП и НП

 

Определение основных характеристик конструктивных элементов  палубных перекрытий:

 

п. 2.6.4.1.2.

Толщина настила  ВП

s = mak√(p/k_σσ_n)+Δs

m = 15.8

a = 0.7 м

k = 1

k_σ = 0.6

σ_n = 235 МПа

p = 0.7p_w≥p_min

p_min = 0.015L+7

p_w = 16,4 кПа

p = 0.7*16,4=11.5 кПа

Δs = 1.2 мм

s = 15.8*0.7*1*√(11.5/0.6*235)+1.2 = 4.09 мм

Принимаю s = 9 мм.

 

п. 2.6.4.1.4.

Толщина палубного  стрингера ВП

- ширина палубного  стрингера

b = 5L+800 ≤ 1800

b = 5*87,7+800 = 1239 мм

Принимаю b = 1600 мм

- толщина палубного стрингера

принимаю s = 13 мм.

 

п. 2.6.4.1.2.

Толщина настила  НП

s = mak√(p/k_σσ_n)+Δs

m = 15.8

a = 0.7 м

k = 1

k_σ = 0.6

σ_n = 235 МПа

p = 18 кПа

Δs = 1.32 мм

s = 15.8*0.7*1*√(18/0.6*235)+1.32 = 5,27 мм

Принимаю s = 9 мм.

 

п. 2.6.4.1.5.

Для второй палубы – согласно п. 2.6.4.1.5.

s_min = (4+0.04L)√η

s_min = (4+0.04*87.7)*√1 = 7.5 мм

Принимаю s = 10 мм.

 

п. 2.6.4.3.1

Момент сопротивления бимсов ВП

W = W’ω_k

W’ = Ql10³/mk_σσ_n

Q = pal

p_ВП = p_W= 17.1 кПа

a = 0.7 м

l = 5,1 м

m = 10

k_σ = 0.65

σ_т = 235 МПа

W’ = (17.1 *0.7*5,1 *5,1 *10³)/(10*0.65*235) = 203,6 (см³)

α_k = (0,01+1/W’)/0,15 = (0,01+1/203,6)/0,15 = 0.099

ω_k = 1+0.099*1.2 = 1.12

W = 203,6 *1.12 = 228,032 (см³).

Выбор профиля: полособульб несимметричный, №20а, h = 200 мм, b = 44 мм, s = 10.0 мм, f = 27,36 см², W_x = 251.9 см³.

 

п. 2.6.4.8.

Момент сопротивления  карлингсов ВП

W = W’ω_k

W’ = Ql10³/mk_σσ_n

Q = pal

р=p_г=h*ρ_г*q*(1+a_z/q)

h= 2.2 м

ρ_г= 0,5 т/м³

a_z= q*0.9/L^⅓*(1+k_a)

a_z= 9.82*0.9/87.7^⅓= 1.99 м/c²

р_НП=2,2*0,5*9,82(1+1,99/9,82)= 13 кПа – для НП

p_ВП= p_W= 17,1 кПа– для ВП

p = 17,1 кПа

a = 5,1 м

l = 5,6 м

m = 10

k_σ = 0.65

W’ = (17,1*5,1*5,6 *5,6 *10³)/(10*0.65*235) = 1790,43 (см³)    

ω_k = 1+α_kΔs

Δs = 1.2

α_k = (0,01+1/W’)/0,15 = (0,01+1/1790,43)/0,15 = 0.07

ω_k = 1+0.07*1.2 = 1,08 

W = 1790,43 *1,08= 1941,6 (см³).

Выбор профиля: тавр сварной, №45а, h = 450 мм, b = 200 мм, s = 10 мм, f = 73 см², W_x = 1940 см³.

 

п. 2.6.4.8.

Момент сопротивления  рамных бимсов ВП

W = W’ω_k     W’ = (17.1 *4.2*5,1*5,1*10³)/(10*0.65*235) = 1223 (см³)

W’ = Ql10³/mk_σσ_n   ω_k = 1+α_kΔs

Q = pal     Δs = 1.2

p = 17.1 кПа    α_k = (0.01+1/W’)/0.15 = (0.01+1/1223)/0.15 = 0.072

a = 4.2 м     ω_k = 1+0.072*1.2 = 1.086

l = 5,1 м     W = 1223*1.086= 1328,77 (см³).

m = 10

k_σ = 0.65

Выбор профиля: тавр сварной, №36б, h = 360 мм, b = 200 мм, s = 10 мм, f = 64 см², W_x = 1450 см³.

 

 

 

п. 2.6.4.3.1.

Момент сопротивления  бимсов НП

W = W’ω_k     

W’ = Ql10³/mk_σσ_n   

Q = pal 

p = 13 кПа

a = 0.7 м

l = 5,1 м 

m = 10

k_σ = 0.65

σ_т = 235 МПа    

a = 0.7 м     

W’ = (13 *0.7*5,1 *5,1 *10³)/(10*0.65*235) = 154,95 (см³)

ω_k = 1+α_kΔs

Δs = 1.2

α_k = 0.07+6/W’ = 0.108

ω_k = 1+0.099*1.2 = 1.13

W = 154,95 *1.13= 175,16 (см³).

Выбор профиля: полособульб несимметричный, №18а, h = 180 мм, b = 40 мм, s = 9.0 мм, f = 22,18 см², W_x = 184,3 см³.

 

п. 2.6.4.8.

Момент сопротивления  карлингсов НП

W = W’ω_k     W’ = (13*5,6*4.2*4.2*10³)/(10*0.65*235) = 1361,16 (см³)

W’ = Ql10³/mk_σσ_n   ω_k = 1+α_kΔs

Q = pal     Δs = 1.32

p = 13 кПа    α_k = (0.01+1/W’)/0.15 = (0.01+1/1361,16)/0.15 = 0.071

a = 5,1 м     ω_k = 1+0.071*1.32 = 1.09

l = 5.6 м     W = 1361,16 *1.09= 1489,7 (см³).

m = 10

k_σ = 0.65

Выбор профиля: тавр сварной, №40а, h = 400 мм, b = 180 мм, s = 10 мм, f = 65,2 см², W_x = 1550 см³.

 

п. 2.6.4.8.

Момент сопротивления рамных бимсов НП

W = W’ω_k     W’ = (17.1 *4.2*5,1*5,1*10³)/(10*0.65*235) = 929,72 (см³)

W’ = Ql10³/mk_σσ_n   ω_k = 1+α_kΔs

Q = pal     Δs = 1.2

p = 13 кПа    α_k = (0.01+1/W’)/0.15 = (0.01+1/929,72)/0.15 = 0.073

a = 4.2 м     ω_k = 1+0.072*1.2 = 1.088

l = 5,1 м     W = 929,72*1.088= 1012,1 (см³).

m = 10

k_σ = 0.65

Выбор профиля: тавр сварной, №32в, h = 320 мм, b = 160 мм, s = 8 мм, f = 51,2 см², W_x = 1099 см³.

 

 

п. 2.9.4.1.

Площадь поперечного  сечения пиллерсов под ВП

Пиллерс между  ВП и НП (твиндек):

длина пиллерса l = 2,7 м;

наружный диаметр  и толщина стенки пиллерса, мм: 168х9;

площадь поперечного  сечения, см²: 45.0;

нагрузка на пиллерс: P = pl_mb_m = 17,1*4,9*5.1 = 427,3 (кН).

 

п. 2.9.4.1.

Площадь поперечного  сечения пиллерсов под НП

Длина пиллерса l = 5,65 м;

наружный диаметр  и толщина стенки пиллерса, мм: 299x12;

площадь поперечного  сечения, см²: 108;

нагрузка на пиллерс:

P = p_ВПl_mb_m+p_НПl_mb_m = (p_ВП+p_НП)l_mb_m = (17,1+13)*4,9*5.1 = 752,2 (кН).

 

п. 2.6.5.1.1.

Размеры скругления узлов вырезов грузовых люков  и шахт МО, ВП.

Скругление  выполняется по дуге окружности радиуса r, мм:

r ≥  0.1ab₁

a = 0,7

b₁ = 2,5 - МО

b₁ = 3,6 – грузовые люки

r = 0.1*0,7*2,5 = 0.175 (м). - МО

r = 0.1*0,7*3,6 = 0.252 (м). – грузовые люки

 

 

п. 2.6.5.1.2.

Размеры скругления углов вырезов грузовых люков и шахт НО, НП.

согласно п. 2.6.5.1.3. : принимаю r = 0.2 м. – МО

                                   r = 0.25 м. – грузовые люки

 

 

9. Проектирование  поперечно переборки в средней  части судна

9.1. Конструкция  переборки (пояснительная записка)

 

Поперечная переборка состоит из двух перекрытий: переборка в трюме и твиндеке. Балками основного набора будут вертикальные стойки. Листы обшивки переборок, примыкающие к борту, подкрепляются горизонтальными ребрами жесткости. В составе перекрытия также имеются рамные стойки и горизонтальные рамы.